快捷導(dǎo)航

Python生成器generator和yield關(guān)鍵字的使用

更新時(shí)間：2024年09月12日 13:36:30 作者：江南野梔子

生成器是一種特殊的迭代器,可以通過(guò)列表推導(dǎo)式的修改或者使用yield關(guān)鍵字來(lái)創(chuàng)建,生成器函數(shù)能夠在迭代時(shí)動(dòng)態(tài)產(chǎn)生值,而不是一次性生成所有值,這有助于節(jié)省內(nèi)存,yield關(guān)鍵字使函數(shù)執(zhí)行暫停并保存當(dāng)前狀態(tài),下次調(diào)用時(shí)從停止處繼續(xù)執(zhí)行

Python生成器generator和yield關(guān)鍵字

生成器 generator 是一個(gè)返回迭代器的函數(shù)，只能用于迭代操作，更簡(jiǎn)單點(diǎn)理解生成器就是一個(gè)迭代器。

實(shí)現(xiàn)生成器有兩種方式：

第一：將列表推導(dǎo)式種的 [] 改成 ()

a=[[0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9],
   ["a","b","c","d","e","f","g","h","i","j"],
  ["A","B","C","D","E","F","G","H","I","J"]]
res=(tmp for ele in a for tmp in ele )
type(res)

可以看出 res 已經(jīng)是一個(gè)生成器了

那么使用生成器有什么用途呢？

1）迭代器能做的，它也能做，例如 next() 方法

2) 也可以使用 for 循環(huán)

3）最重要的是，它是隨用隨取的，不會(huì)像列表生成式 [] 那樣一下子全生成，只是在迭代時(shí)候才會(huì)生成（雖然對(duì)于用戶而言，遍歷時(shí)候可能感受不到）。

第二：使用 yield 關(guān)鍵字

yield 關(guān)鍵字是很特殊的，一個(gè)函數(shù)里有了 yield 后，執(zhí)行到 yield 就會(huì)停住，下載再次調(diào)用時(shí)繼續(xù)從上一次中斷的位置繼續(xù)執(zhí)行代碼并返回值。所以生成器函數(shù)即使是有無(wú)限循環(huán)也沒(méi)關(guān)系，它需要算到多少就會(huì)算多少，不需要就不往下算。

請(qǐng)注意，有 yield 關(guān)鍵字的函數(shù)不是生成器，是該函數(shù)的運(yùn)行結(jié)果是一個(gè)生成器！

先說(shuō)說(shuō)最簡(jiǎn)單的情況

我先創(chuàng)建一個(gè)函數(shù) f ，依次生成100以內(nèi)的數(shù)，使用 type 函數(shù)可以看到這是一個(gè) function

def f():
    i=0
    yield i
    while(i<100):
        i+=1
        yield i

那么執(zhí)行這個(gè)函數(shù)呢

res=f()type(res)

這個(gè)函數(shù)執(zhí)行的結(jié)果是一個(gè)生成器!

對(duì)這個(gè)返回的生成器，可以使用 next() 方法

使用生成器解決實(shí)際問(wèn)題，例如常見(jiàn)的斐波拉契數(shù)列。

斐波拉契數(shù)列：指的是這樣一個(gè)數(shù)列：1、1、2、3、5、8、13、21、34、……在數(shù)學(xué)上，斐波那契數(shù)列以如下被以遞推的方法定義：F(0)=0，F(xiàn)(1)=1, F(n)=F(n - 1)+F(n - 2)（n ≥ 2，n ∈ N*）

1) 一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線循環(huán)的 fib 生成器

def fib():
    a=[0,1]
    yield a[0]
    yield a[1]
    while True:
        tmp=a[0]+a[1]
        a=[a[1],a[0]+a[1]]
        yield tmp

運(yùn)行結(jié)果是

2）一個(gè)有限循環(huán)的（n 次數(shù)）的 fib 生成器

def fib(n):
    i=0
    a,b=0,1
    yield a
    while(i<n):
        a,b=b,a+b
        i+=1
        yield a

運(yùn)行結(jié)果如下，當(dāng)?shù)螖?shù)小于等于 n 時(shí)候，可以輸出相應(yīng)的數(shù)列數(shù)，大于 n 時(shí)候則報(bào)錯(cuò)。

3）斐波拉契數(shù)列的一個(gè)變形，即返回包含前 n 個(gè) 數(shù)的列表

理論上1）2）都可以實(shí)現(xiàn)，但是有一個(gè)額外要求，即不需要反復(fù)去從 1 計(jì)算起。

使用 1）中無(wú)限循環(huán)函數(shù)

%%time
# 一個(gè)簡(jiǎn)單的無(wú)線循環(huán)的，生成fib 數(shù)列的生成器
def fib():
    a=[0,1]
    yield a[0]
    yield a[1]
    while True:
        tmp=a[0]+a[1]
        a=[a[1],a[0]+a[1]]
        yield tmp

# 只要前 n 個(gè) fib 數(shù)字
i=0
n=10
res=[]
gen=fib()
# 簡(jiǎn)單的 while 循環(huán) 因?yàn)槭褂胣ext 不需要重復(fù)計(jì)算
while(i<n):
    res.append(next(gen))
    i+=1
res